Физиологически активные полимеры - Платэ Н.А.
Скачать (прямая ссылка):
Хорошая очистка синтезированных водорастворимых ФАП очень существенна для проявления физиологической активности. Она включает два этапа. Первый из них, которым в большинстве описанных в литературе случаев дело и ограничивает-
ся, заключается в освобождении полимера от низкомолекулярных примесей: солен, исходных реагентов, продуктов реакции. Для этой цели используют переосаждение, диализ, ультрафильтрацию и молекулярно-ситовую хроматографию. Обычно переосаждение сопровождается фракционированием по М и по составу полимера, что не всегда желательно и требует контроля. Диализ прост, особенно в небольших масштабах, хотя и длителен. Ультрафильтрация в данном случае представляет собой усовершенствованный диализ и пригодна для любых масштабов, вплоть до промышленных. Молекулярно-ситовая хроматография позволяет с уверенностью освободиться от низкомолекулярных веществ и наиболее эффективна, если не сопровождается сорбцией полимера на хроматографическом носителе. Однако этот метод требует соответствующего оборудования (колонки, детекторы, насосы) и реактивов (хроматографические носители — мягкие или жесткие). С увеличением масштабов препаративные сложности возрастают, тем не менее молекулярно-ситовая хроматография применяется в промышленности.
Второй этап очистки синтезированных ФАП заключается во фракционировании полимерных продуктов реакции по составу и М. Этот этап необходим, например, при получении полимерных производных белков (удаление несвязанного белка, если он имеется). Фракционирование может дать ценные сведения о зависимости между ММР, микроструктурой полимера (в том числе содержанием действующего начала) и проявляемой активностью. Используемые на данном этапе методы в основном хроматографические (молекулярно-ситовая, ионообменная и, в особенности, аффинная хроматография). Детектирование желательно вести по нескольким параметрам, в результате чего удается получить представление не только о составе полимерного продукта реакции, но и изучить свойства узких фрак ций.
Очищенные ФАП должны быть тщательно охарактеризованы. Важнейшая первичная характеристика ФАП — содержание действующего начала. Целесообразно оценивать степень замещения функциональных групп в полимере-носителе на остатки ФАВ, а также эффективность использования наиболее ценного реагента, обычно ФАВ или ФАВ со «вставкой». Эти расчеты делаются на основе данных УФ-спектра и (или) элементного функционального и других видов анализа. При достаточно высокой степени модификации исходного полимера достаточно информативны ИК- и ЯМР-спектроскопия.
Весьма желательно определение ММР, так как физиологическая активность зависит от этого параметра. Кривая ММР, полученная с помощью высокоэффективной молекулярно-ситовой хроматографии высокого давления, даже без калибровки по узким фракциям или независимого определения М, напри-
мер методом светорассеяния, представляет собой ценную и чувствительную характеристику ФАП (типа «отпечатка пальцев»). Она позволяет сравнить различные образцы одного и того же ФАП, следить за изменением ММР ФАП по сравнению с ММР полимера-носителя и может быть использована для разделения ФАП на несколько фракций. Определение Mw и Мп желательно во всех случаях; в сочетании с кривой ММР это дает достаточно полную характеристику макромолекулярных свойств ФАП.
Определение тонкой структуры ФАП (например, блочности для ФАП на основе синтетических полимеров или конкретных функциональных групп, которые замещаются на ФАВ в ФАП на основе биополимеров) несомненно очень важно. Однако из-за сложности применяемых для этой цели методов такой анализ пока практически не проводится. Он целесообразен для хорошо зарекомендовавших себя ФАП, в частности перед их промышленным производством.
В последующих главах читатель найдет примеры, иллюстрирующие различные варианты синтеза ФАП.
3.3. РЕАКЦИИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В СИНТЕЗЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ПОЛИМЕРОВ
Реакции синтеза ФАП модификацией полимеров имеют ряд особенностей, хотя в целом подчиняются общим закономерностям макромолекулярных реакций [3]. Конкретные методы модификации полимеров-носителей остатками ФАВ или ФАВ со «вставкой» определяют, исходя из выбранных типов связей X иХ'с учетом приведенных выше тактических факторов. Основные требования к реакциям модификации можно сформулировать так:
высокая эффективность, так как ФАВ и тем более ФАВ со «вставкой» обычно дороги;
проведение реакции в условиях, не вызывающих существенной деструкции или сшивания полимера;
сведение к минимуму побочных реакций, приводящих к введению в полимер новых функциональных групп или к нежелательной модификации присоединяемого ФАВ (например, к гидролизу) ;
однозначность протекания реакции, приводящая к единственному типу связи ФАВ с полимером-носителем.
Некоторые из описанных ниже реакций отвечают не всем из этих требований; тем не менее их используют для получения ФАП из-за отсутствия лучших методов. Многие реакции получения ФАП основаны либо на методах синтеза пептидов, либо на методах иммобилизации ферментов на нерастворимых носителях.
